基板处理设备的制作方法

1.本公开涉及制程设备，并且特别地涉及利用远程电浆源的基板处理设备。


背景技术：

2.国际半导体技术发展蓝图组织(international technologyroadmap for semiconductors，itrs)指出，传统的cmos制程已经接近极限，而持续的产业成长和持续缩减的每单位功能成本，将需要新的装置型态、新的封装架构和新的材料来因应。尤其当摩尔定律可能走到终点的时候，异质整合(heterogeneousintegration)正式成为半导体产业的发展方针。而采用封装制程的系统级封装(system in a package，sip)将会是最关键的技术，它是平衡性能多样化与成本的最佳解决方案。因应这个新架构，包含印刷电路、更薄的晶圆、以及主动/被动的嵌入式装置都会因此而兴起，然后用在封装的生产设备和制程材料也会有快速的变化，以满足新的架构需求。未来15年内，异质整合的布局会着重在组装(assembly)和封装(packaging)、测试、与导线互连 (interconnection)技术。
3.嵌入式芯片基板(embedded die in substrate，eds)、嵌入式被动元件基板(embedded passive in substrate，eps)、扇出型面板级封装(fan
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out panel level package，foplp)等先进封装技术，一般采用包含介电绝缘材料、半导体元件芯片、金属导线 (interconnection)的复合基板。在一些采用eds、eps、或foplp 封装技术的制造过程中，已切割的半导体元件、被动元件或金属凸块(metal bump，例如铜柱(copper pillar))会被排列，并埋入大型有机绝缘基板或增层材料中(例如模塑料、铜箔基板(copperclad laminate，ccl)、abf增层膜(ajinomoto build
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up film)、或干膜光阻(dry film resist)；然后透过研磨的方式减薄不需要的有机绝缘基板或材料，以便选择性地露出芯片元件或金属导线。然而，在研磨过程中，芯片、元件或铜柱可能会受到外加应力而破损。
4.在一些应用中，电浆制程系统可以被用来减薄多余的有机绝缘基板或材料。在这样的系统中，基板可以被水平地放置在电浆腔体内，从而其顶面能够接触来自其上方的反应气体或电浆。在一些应用中，基板的两相反侧都需要被蚀刻。基板可以被翻转，以使得基板的两相反侧能够被依序蚀刻。然而，这样需要将基板翻转再依序处理的制程相对耗时。


技术实现要素：

5.本公开的一方面提供一种基板处理设备，包括腔室构件，其内定义具有宽深比的内部空间，所述腔室构件包括成对的入口墙及装卸端口。所述成对的入口墙彼此在横向上相对设置，每个所述入口墙具有入口，所述入口经配置以接收来自远程电浆源的输出。所述装卸端口于横向上布置在所述成对的入口墙之间，经配置以允许基板通过进入所述内部空间。
6.本公开的一方面提供了一种基板处理设备，包括腔室构件及成对的远程电浆源。所述腔室构件定义了宽深比不大于1的内部空间，所述腔室构件包括成对的入口墙及装卸端口。所述成对的入口墙彼此在横向上相对设置，每个所述入口墙具有入口，所述入口经配
置以接收来自远程电浆源的输出。所述装卸端口于横向上布置在所述成对的入口墙之间，经配置以允许竖立设置的基板载具通过进入所述内部空间，所述基板载具具有固持框体。所述成对的远程电浆源分别在横向上设于所述入口墙，每一个所述远程电浆源可以藉由所述入口墙的所述入口与所述内部空间连通。
附图说明
7.为可仔细理解本案以上记载之特征，参照实施态样可提供简述如上之本案的更特定描述，一些实施态样系说明于随附图式中。然而，要注意的是，随附图式仅说明本案的典型实施态样并且因此不被视为限制本案的范围，因为本案可承认其他等效实施态样。
8.图1示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的俯视示意图；
9.图2示出了根据本公开的一些实施例的基板载具的示意图；
10.图3示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的剖视示意图；
11.图4示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的剖视示意图；
12.图5示出了根据本公开的一些实施例的入口墙的剖面示意图；
13.图6示出了根据本公开的一些实施例的入口墙的局部剖面示意图；
14.图7示出了根据本公开的一些实施例的实验数据；
15.图8示出了根据本公开的一些实施例的阀体模块的示意图；及
16.图9及图10分别示出了根据本公开的一些实施例的阀体模块的剖视示意图；及
17.图11示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的剖视示意图。
18.然而，应注意的是，附图仅示出了本公开的示例性实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他等效的实施例。
19.应该注意的是，这些附图意在说明在某些示例实施例中使用的方法，结构和/或材料的一般特性，并补充下面提供的书面描述。然而，这些附图不是按比例绘制的，并且可能不能精确地反映任何给定实施例的精确的结构或性能特征，并且不应被解释为定义或限制示例实施例所涵盖的值或特性的范围。例如，为了清楚起见，可以减小或放大层，区域和/或结构元件的相对厚度和位置。在各个附图中使用相似或相同的附图标记旨在指示相似或相同的元件或特征的存在。
具体实施方式
20.以下描述将参考附图以更全面地描述本公开内容。附图中所示为本公开的示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应所述被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的元件。
21.本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“所述”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”或“包括”和/或“包括”或“具有”和/或“具有”，整数，步骤，操作，元件和/或元件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，元件，元件和/或其群组。
22.除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所
属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应所述被解释为具有与其在相关技术和本公开内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
23.将结合图1至图11中的附图对示例性实施例进行描述。具体实施方式将参考附图来详细描述本案内容，其中，所描绘的组件不必然按比例示出，并且通过若干视图，相同或相似的附图标记由相同或相似的附图标记表示相同或相似的组件。
24.图1示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的俯视示意图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。
25.基板处理设备100经配置来同时对基板(图未示出)的两相反侧进行处理。在一些实施例中，基板/衬底通常可以是板状物体，其为随后形成在其上的电气部件提供机械支撑。在一些应用中，衬底可以是半导体芯片(semiconductor wafer)。在某些应用中，例如面板级工艺(例如前述的foplp封装应用或先进细线路的ic载板)，基板可以是大尺寸的玻璃、环氧树脂模塑料(epoxymolding compound，emc)、铜箔基板(copper clad laminate， ccl)、无芯基板(coreless substrate)等。基板处理设备100包含经配置以固持基板的基板载具130、经配置以接收基板载具130的腔室构件110、及成对的与腔室构件110流体连通的远程电浆源 (remote plasma source，rps)120。腔室构件110包括一对入口墙 112且定义位于所述入口墙112之间的内部空间v。每个所述入口墙112具有入口，经配置以允许远程电浆源120的输出进入内部空间v。所述入口及远程电浆源120之间设有连通管180，使得远程电浆源120的输出得以通过连通管180进入内部空间v。当所述基板载具130位于内部空间v时，成对的入口墙112分别位于基板载具130(及基板)的两相反侧。这样的配置允许基板的两相反侧可同时接收于来自远程电浆源120的输出，从而提升制程(例如蚀刻制程)的效率。
26.在当前的俯视图中，所述入口墙112构成腔室构件110的长边，且彼此在横向上(例如内部空间v的宽度方向，即图中的x 方向)相对设置。所述腔室构件110具有装卸端口111，其于横向上布置在所述成对的入口墙112之间。装卸端口111经配置以允许基板载具130连同固持其上的基板通过进入所述内部空间v。在一些实施例中，腔室构件110还具有配置来封闭所述装卸端口111的阀门。当所述阀门被开启，基板载具130可以将基板运送进/出内部空间v。在一些实施例中，基板处理设备100还包含与所述腔室构件110的装卸端口111衔接的缓冲腔体140，缓冲腔体 140(例如进料/出料腔体)具有内部空间以供基板载具130’至少在x方向移动。当基板载具130’位于缓冲腔体140内，可以进行基板的装载或卸除。基板载具经配置以在腔室构件110及缓冲腔体 140之间移动。
27.基板处理设备100可以被操作来执行许多应用电浆的制程，例如使用电浆来蚀刻及/或减薄介电绝缘材料。以eds、eps、或 foplp封装技术为例，有时会需要减薄介电绝缘材料(例如环氧树脂模塑料(epoxy molding compound，emc)、abf增层膜 (ajinomoto build
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up film，abf)及干膜光阻(dry filmphotoresist)来达到平坦化及/或暴露晶粒、或暴露铜柱(copperpillar)的效果。除了应用于上述绝缘材料的减薄制程外，基板处理设备100也能被应用去除表面有机或无机残留物、光阻剥除与灰化(ashing)、表面改质(modification)亲水性或疏水性、表面清洁(cleaning)、表面活化(activation)、除胶渣(desmear)、去残胶 (descum)、钛膜蚀刻、sio2或si3n4膜蚀刻、金属氧化膜电浆还原(plasma reduction)等制程领域。
28.在一些应用情境中，远程电浆源的应用允许其所产生的电浆中的离子及电子被阻隔于制程腔室(例如内部空间v)之外，而使自由基(free radical)经由入口组件(例如入口墙112)到达制程腔室。自由基可被运用在较低温的制程情境。在一些应用情境中，当接收的气体达到每分钟数个标准升(standard liter per minute， slm)的高气体流量，远程电浆源对于制程气体的解离度可以达到95％或以上。因此，在一些应用情境中，远程电浆源又可被视为自由基电浆源(radical plasma source)。在电浆蚀刻中，基板的蚀刻速度正比于制程腔室内自由基的密度。由于远程电浆源产生的自由基主要在基板表面发生化学反应，进行高速蚀刻、灰化、除胶渣、去残胶、表面清洁或改质或活化处理时，此类工法带来的低热负荷与离子轰击，得以减轻对基板/工件造成的物理损伤。
29.远程电浆源经配置以接收各式制程气体(例如来自气体源)，例如含氟气体(诸如cf4、cxfy、sf6、nf3、chf3或其混合气体)及用来作为净化的清洁气体(诸如o2、o3、h2o、h2、he、 n2、ar或其混合气体)。添加n2可以提高电浆密度与延长自由基寿命。气体源能以可调节地方式可控地提供所述气体；当含氟气体被提供到所述远程电浆源，其流量大致可被控制在10到6000sccm的范围，例如介于10到3000sccm、10到2000sccm或10 到1000sccm之间。类似地，当所述清洁气体被提供到所述rps，其流量大致可被控制在10到6000sccm的范围，例如介于10到 5000sccm、10到4000sccm、10到3000sccm、10到2000sccm或10 到1000sccm之间。
30.远程电浆源可以采用电感耦合式(inductively
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coupledplasma，icp)远程电浆源、电容耦合式(capacitively coupledplasma，ccp)远程电浆源、微波远程电浆源(microwave rps) 或其组合。在采用电感耦合式远程电浆源(icp rps)的实施例中，驱动频率大约落在0.4～13.56mhz。在采用甚高频(very highfrequency，vhf)电容耦合式远程电浆源的实施例中，驱动频率大约落在40到100mhz。在采用微波远程电浆源(microwave rps) 的实施例中，驱动频率大约落在900到6000mhz。在采用rps的实施例中，输出功率(power)可为1～3kw、1～6kw、1～8kw、 1～10kw、1～15kw。
31.在一些实施例中，基板处理设备100亦包含一排气/抽气系统(图未示出)，该排气系统经配置以对内部空间v(或称制程体积)施加真空。在一些操作情境中，操作压力可以控制在50mtorr 到5000mtorr。
32.图2示出了根据本公开的一些实施例的基板载具的示意图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。
33.参阅图2，在图示的实施例中，基板载具230具有竖立设置 (例如在图1的内部空间v)的固持框体231。所述固持框体231 经配置以固持大致呈矩形的基板(图未示)的边缘，从而裸露基板的两相反面。在这样的实施例中，当竖立的基板s位于所述内部空间v，基板的相反两侧面可以暴露于来自远程电浆源(例如 rps 120)的输出。此种直立式蚀刻可以减轻电浆制程的副产物降落在基板表面的现象，从而提升产品良率。此外，即使基板 /工件的两相反面同时被rps的输出蚀刻，基板/工件的物理损伤得以因为rps的低热负荷及离子轰击特性而减轻。
34.在图示的实施例中，设备还包含经配置以运送该基板载具 230运输装置250。所述运输装置250适于至少在内部空间v的长度方向(例如y方向)移动基板载具230，以利于基材的装载、卸除及/或调整基材相对于入口墙(例如入口墙112)的位置。运输装置250可以包含经配置以支撑且输送基板载具230的底部的驱动轨道251、以及经配置以在横向维持所述基
板载具230的顶部的磁导轨252。
35.在一些实施例中，图1的装卸端口111具有不大于1的宽深比(即x方向长度相较于z方向长度的比例)，从而允许竖立设置的基板载具230及基板通过进入所述内部空间v。具备低纵横比的装卸端口111允许内部空间v的宽深比被设置为不大于1(内部空间v的深度方向是沿着z方向)，使得所述入口墙112之间具有较小的间距。较小的间距使得来自远程电浆源的输出被有效利用。
36.图3示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的剖视示意图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。图3可以是沿着图1的切线a
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a的剖视图。
37.腔室构件310包括一对入口墙312，其定义与远程电浆源 320流体连通的入口317，因此能接收来自远程电浆源320的输出。位于两个入口墙312之间的基板载具330固持基板s的边缘，使得基板s的两相反面得以暴露于远程电浆源320的输出。在图示的实施例中，当基板载具330位于内部空间v，基板载具中330的基板s定义了划分内部空间的等分平面bt。在图示的实施例中，两个远程电浆源320大致对称于等分平面bt。换句话说，基板s与两个远程电浆源320之间的距离被维持在大致相同，如此有利于保持基板s双面附近的蚀刻速率在大致相同。
38.远程电浆源320的输出在工件s的表面的分布均匀性会影响制程效率。在所示虚线框内的区域放大图中，每一个入口墙312 包含盖体部件315及设置于盖体部件315的分配部件316。分配部件316形成面向工件s的分配孔图案316a，其经配置以将来自rps 320的输出均匀地的分配到工件s的表面。所述盖体部件315经配置以封闭所述腔室构件310。在一些实施例中，盖体部件315可自所述腔室构件310分离。在一些实施例中，其中一个所述入口墙 312可以与腔室构件310一体成型。所示基板载具330及基板s以大致平行的关系相对于电浆分配部件316设置，以利促进自由基 /工作气体分布于工件的均匀性。在一些实施例中，分配部件316 与基板之间的距离大致落在10～200mm范围，例如30或90mmm。
39.在一些实施例中，腔室构件310还包括一个或多个排气端口，经配置以允许反应后生成的副产品被排出内部空间v。在当前的剖视图中，腔室构件310还包括两个排气口313a，分别被设置于制程腔体310的顶部及底部区域。具体来说，两个排气口 313a皆位于等分平面bt且在深度方向上对称于基板的几何中心。对称于设置的排气口313a有利于排气的均匀性。在一些实施例中，抽气通道(例如抽气口313a)直径大约在25mm至150mm 范围内。在一些实施例中，设备还包含排气/抽气设备(图未示出)，当其作动时，副产物可以被排出腔室构件310。
40.在一些实施例中，每一个所述入口墙还具有环状分隔结构 323，其经配置以将来自远程电浆源320的输出局限在基板s的表面。环状分隔结构323从所述入口墙320的面对所述基板s的表面 320a突出。b
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b剖视图观之(例如图4所示的剖视图)，环状分隔结构323被设置成围绕所述分配孔图案316a。环状分隔结构323 被布置成靠近基板载具330的侧缘330a，而基板载具330的侧缘 330a被保持在与环状分隔结构323的对应部位(例如，穿孔板324) 非常接近的位置。这样的设置，使得基板s的两相反面分别与所述两个环状分隔结构323共同定义出两个子空间v1、v2。来自远程电浆源320的输出可以被局限在所述子空间v1、v2，从而被维持在基板s的两相反面。
41.在所示虚线框内的区域放大图中，环状分隔结构323还具有穿孔板324。所述穿孔板324以面对所述入口墙312(例如入口墙312的分配孔图案316a)的方式设置。当排气/抽气设备作动时，反应后生成的副产物可以通过穿孔板324被排出所述子空间v1/ v2。在一些实施例中，所述穿孔板324的穿孔直径大约落在0.5至 5mm，例如1mm。在一些实施例中，所述穿孔板以大致对称于分配孔图案的几何中心的形式分布。对称设置的穿孔板有利于自由基/反应气体分布的均匀性。在一些实施例中，穿孔板324的穿孔是实质上均匀分布。副产物得以均匀地被排出子空间。
42.在基板载具位置的设计上，若基板载具330的侧缘与穿孔板324过于接近而没有维持适当间距，则在基板载具330的移动期间，基板载具330的外缘可能摩擦穿孔板324。如此的摩擦可能减缩设备的寿命，也可能产生污染腔内环境的粒子。在一些实施例中，所述穿孔板324和基板载具330之侧缘预留了适当宽度的横向间隙(lateral clearance)g。在一些实施例中，所述间隙g的宽度大约在0.2到5mm的范围，例如0.8mm。
43.在一些实施例中，穿孔板324的孔宽及所述间隙g的宽度的比例大约在0.6到25的范围内。然而，若上述间隙g显著大于所述穿孔的孔径，大部分工作气体可能会汇流至所述间隙，可能再度引发反应气体分布不均的现象。此外，装置运作时工作温度对硬件所造成的影响也需要列入设计考虑的范围。例如，硬件结构间的间隙g的尺寸取决于加工的精度，然而，若采用过小的间隙设计(例如小于0.8mm)，运作时可能因机台高温而膨胀而使得间隙消失。举例而言，在使用所述设备进行一些高温制程时，难免使基板载具330因高温而膨胀，以致其侧缘延伸至所述穿孔板324。经测试发现，横向间隙g宽度与所述穿孔的孔宽大致相同的设计有利于维持反应气体在所述基板上均匀分布。在一些实施例中，所述穿孔板324的穿孔的宽度及所述间隙的宽度的比例大约在 0.7到1.3的范围，例如1.25。
44.在一些操作情况中，来自rps的自由基会在输送管路(连通于rps及入口)发生再结合反应(放热反应)，提升管路的温度。在一些情况中，管路的温度状态显著提升会过度地耗损装置硬件。例如，过热将造成连接管跟真空封合单元(例如o型环)的损坏。在一些实施例中，所述设备进一步配置有降温结构390。所述降温结构可以包含液冷流道，所述流道经配置接收来自流体供应系统的低温流体(例如水、其他液体或气体)。在一些实施例中，所述输送管路还包括阀体，配置来调节管路的气体流通。在一些实施例中，所述降温结构390可以进一步包含或被实施为接触阀体的制冷芯片。
45.在一些实施例中，除了第一电浆生成装置(包含远程电浆源320)，设备还可以包含设于腔体内的第二电浆生成装置(包含下述腔内电浆生成器)。在设置上，一些实施例中，基板载具330 可经配置而耦接至电极构件(例如电缆或电极棒)及与其相连的射频功率源(radio frequency，rf)。同时，喷头部件(例如分配部件316)可经配置为电气连通，进而使其与基板载具330形成为内建式/腔内电浆生成器的相对二电极。
46.在同时具备第一、第二电浆源的实施例中，远程电浆源可以采用电感耦合式远程电浆源(icp rps)、电容耦合式远程电浆源(ccp rps)、及微波远程电浆源(microwave rps)其中至少一个。另一方面，前述射频电浆源(即，前述第二电浆源)可以采用电容耦合形式的装置。此类电浆生成装置可用来执行反应离子蚀刻(reactive
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ion etching，rie)等制程。示例性应用面向上，反应式离子蚀刻可以被应用于光阻灰化、除胶渣、去残胶、表面清洁、改质或活化处理。铜膜氮电浆或氩电浆或其混合电浆处理制程，以去除铜表面氧化物与氟化
物，或铜表面微粗化处理。在此实施例中，经由远程电浆源(第一电浆生成装置)产生高密度的活性自由基，同时高频偏压施加至基板载具(第二电浆生成装置)，在化学性蚀刻与物理性蚀刻的双重作用下，可大幅提升蚀刻或电浆处理速率。一般来说，仅采用第二电浆产生装置之反应离子蚀刻的设备中，无法同时调整电浆密度与离子轰击能量。藉由提高射频功率，可以提升电浆密度与制程气体的解离率，进而增加蚀刻速率。然而，当射频功率设定过高，将使离子的轰击能量过大，从而造成基板材料因温度过高或异常电弧放电而损伤。为避免基板损伤，射频功率的设定受到局限，使得绝缘介电有机基板(例如环氧树脂模塑料或abf增层材料)的蚀刻速率仅落在大约0.5到1um/min。相较之下，若采用包含远程电浆源的复合制程设备，因可同步调整自由基的密度与离子轰击的能量，经由制程参数优化，其蚀刻速率可增加100％至400％。此外，相较于仅用第二电浆源之反应离子蚀刻装置的机台，采用远程电浆源的复合电浆设备，因离子的轰击能量得以依据制程的需求调整(例如，小至完全无离子轰击、大至数百伏特偏压)，使制程温度得以合理化(下降)。以封装基板的应用为例，远程电浆源的应用得以使基板载具的温度小于100度c。在一些情境中，运作温度状态得以被维持在不大于50度c。在一些情境中，甚至不大于30度c。随着电子组件微小化与高频高速的需求，5g基板材料，微小的线路技术制程材质对温度控制的需求、以及基材的尺寸增加(例如前述的面板级工艺)对电浆均匀性的要求更为严苛，使得制程的困难度随之增加。然而，随着本案实施例所述的基材制程设备所提供的高蚀刻效能与合宜的基板温度，有利于细线路与盲孔的尺寸的控制，当能在诸多应用场合取代传统湿式蚀刻或/及研磨制程，进而避免造成芯片受损的问题，并利用高密度电浆产生的高密度自由基还能增加蚀刻速率、进而提升产能与良率。
47.另一方面，电浆生成装置的射频回流路径可能因为前述的载具间隙g而受阻。在一些实施例中，所述基板载具330可通过一个或多个导电件(图未示出)电耦接于所述腔室构件310来建立射频回流路径。导电件可以是提供rf导电媒介的条带、电线、或电缆。rf电流的回流路径可基于导电件的电气性质(例如导电性) 及位置而决定。另外，导电件的位置或间隔距离可经进一步设计优化电场均匀性，以提升制程气体/电浆的分布均匀性与制程稳定性。在一些实施例中，分配部件316及盖体315可以采用导电材料(例如铝)且彼此电气连通。
48.图4示出了根据本公开的一些实施例的基板处理设备的剖视示意图。图4可以是从图3的等分面bt朝向x方向的剖视图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。举例来说，图3的基板、基板载具及穿孔板在图4中被省略。
49.图4所示的入口墙412具有大致呈矩型的盖体部件415及设置于盖体部件415的分配部件416。在一些实施例中，所述分配部件416大致呈具有圆角的矩形。入口墙412的分配部件416形成分配孔图案412a，所述分配孔图案412a具有实质上呈矩形的平面轮廓。在图示的实施例中，所述分配孔图案412a具有多个呈矩形圈状排列的分配孔，所述矩形圈(例如标示有灰阶虚线417的矩形圈)呈同心分布。呈同心矩形分布的分配孔有利于制程气体均匀的流向大致呈矩形的基板(例如面板级基板)。在一些实施例中，在每一圈呈矩形排列的分配孔中，相邻的分配孔的间距大约在10 到25mm的范围内。在一些实施例中，间距大约在10.5到21.3mm 的范围。固定的间距有利于制程气体的均匀性。在一些实施例中，所述分配孔的孔径不大于2mm，例如1.8mm。分配孔的出气角度 /排流方向可以被设置为垂直于所述基板载具的移动的方向(例如x方向)。
50.在一些实施例中，在所述分配孔图案312a具有中央区域cr。所述中央区域cr经配置阻挡来自远程电浆源(例如远程电浆源 130)的紫外光直射基板，同时避免自由基直接经中央区域cr，直达基板表面并进行蚀刻。举例来说，在一些实施例中，在所述中央区域cr的孔的尺寸小于在环绕所述中央区域cr的周边区域 pr的孔的尺寸，以减少来自远程电浆源的紫外光及自由基直射基板。在一些实施例中，处于中央区域cr的孔洞宽度范围设计小于约1mm，例如0.8mm。在一些实施例中，置于周边区域pr的孔洞宽度可大于约1.5mm，例如1.8mm。在一些实施例中，所述中央区域cr的孔的密度低于周边区域的孔的密度。在一些实施例中，中央区域cr的孔的方向可以被设置为倾斜于所述基板载具的升降方向(例如z方向)。在一些实施例中，所述中央区域cr大致呈矩形。在一些实施例中，图案区宽度w
c
占所述电浆分配部件 416的总图案区宽度w的约8到10％。所述中央区域cr如果太大，不利于自由基/制程气体的均匀性；若太小则不利于减少直射基板的紫外光及中央区域cr在基板的投影范围内的局部蚀刻。在一些实施例中，总体图案覆盖率与中心图案尺寸之间的比率在大约60至120的范围内。
51.环状分隔结构423大致呈矩形，且被设置成连续地周向环绕所述分配孔图案416a。这样的设置有利于将来自prs的输出局限在大致呈矩形的基板表面。
52.示例性腔室构件410还具有设置在两个入口壁412(当前图标仅显示一个入口墙412)之间的环状壁414，其与所述入口壁412 共同定义腔室构件410的内部空间。在当前剖视图中，环状壁414 大致呈矩形且等距地围绕所述环状分隔结构423。
53.在一些实施例中，腔室构件的多个排气口可以被设置为对称地设置在所述分配孔图案的周围，从而提升排气的均匀性。举例来说，腔室构件410的环状壁414具有设置在分配孔图案412a周围的第一排气口413a、413a’，其等在深度方向(z方向)上对称于分配孔图案412a的几何中心c。相似地，第二排气口413b、413b’彼此在长度方向(y方向)上对称于几何中心c。第一排气口413a、 413a’以及第二排气口413b、413b’对称地环绕所述分配孔图案 412a设置。
54.参阅图11，示性腔室构件1110的环状壁1114的对角区域设置有第三排气口1113c、1113c’，其等设置在分配孔图案412a周围且在分配孔图案412a的对角线方向上对称于几何中心c。相似地，第四排气口1113d、1113d’彼此在另一对角线方向上对称于几何中心c。腔室构件1111还具有设置在其四个角落区域的第五排气口1113e，其等在辐射方向上对称于几何中心c。
55.在一些实施例中，腔室构件设置有分布在等分平面(例如图3的等分平面bt)的两侧的排气口。举例来说，腔室构件1110 的每一个入口墙1112(当前图标仅显示一个入口墙1112)都设置有四个第五排气口1113e。换句话说，腔室构件1110设置有八个第五排气口1113e，其等分布在等分平面(例如图3的等分平面bt) 的两侧。
56.图5示出了根据本公开的一些实施例的入口墙的剖面示意图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。在一些实施例中，图5是沿着平行于图 3的剖线v
‑
v的剖视图。
57.在图5所示的入口墙的盖体部件515具有入口517，所述入口517经配置来接收来自所述远程电浆源的制程气体/自由基。在一些实施例中，所述入口517设置在所述盖体515的中央区域。在一些实施例中，所述分配孔图案(例如图4的分配孔图案412a)的中心区域(例
如，对应于图4的中央区域cr)投影重迭于所述入口517，进而使前述中央图案区cr得以阻挡来自远程电浆源的直接投射的紫外光。在一些实施例中，所述入口517在横向(例如x方向)的投影轮廓(例如，投射于yz平面的轮廓)落于前述中心区域cr内。在一些实施例中，所述入口具有第一几何平面轮廓；所述中央区域具有第二几何平面轮廓，并且所述第一几何平面轮廓相异于所述第二几何平面轮廓。在一些实施例中，所述入口517 具有大致呈圆形的平面轮廓，而所述中央区域cr具有大致呈矩形的平面轮廓。
58.在一些实施例中，所述入口墙的盖体515更包含避开盖体 515中央区域设置的流道519，所述流道519经配置以流体连通于流体源580。在一些操作情境中，当盖体515的温度状态不够高(例如低于30度c)，副产物(例如cxhyoz、cxfy)可能凝结(condense) 在盖体515及/或喷洒头(例如图1的电浆分配部件116)的表面。此类凝结物的生成不利于维护腔内洁净度，也可能影响组件的使用寿命。藉由控制流体源580的温度设定，可以调整所述盖体515 及/或喷洒头的温度状态，以减少前述凝结物的生成。举例而言，在使用设备进行减薄化的制程中，控制流体源580的温度设定，将盖体515的温度状态维持在大约30至100度c，可以减轻副产物形成在盖体515及/或喷洒头表面的现象。在图示的流道可以采用钻孔技术形成。在其他实施态样中，形成在盖体515的流道519 可以采用计算机数值控制(computerized numerical control， cnc)工艺制成。
59.图6示出了根据本公开的一些实施例的入口墙的局部剖面示意图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。
60.入口墙612具有中空结构，所述中空结构定义了与入口617 及分配孔616b流体连通的电浆分布空间619。来自远程电浆源(图未示出)的输出可以通过入口617进入电浆分布空间619，再通过分配孔616b进入子空间v1。在一些实施态样中，可以进一步调整分配孔616b的孔壁s
22
顶部及/或底部的结构设计以减轻气体扰动的现象，例如设置倒角。
61.在一些实施例中，所述设备还进一步包含阀体模块690，设置在连接在远程电浆源(位于阀体690上游，图未视)及入口617 之间的管路。所述阀体模块690经配置来控制工作区域p与远程电浆源的流体连通状态。在一些操作情况中，基板装载及/或卸除的程序会破坏工作区域的真空。此时，远程电浆源若保持与工作区域流体连通的状态，则容易受到压力频繁变动的影响而降低使用寿命。通过所述阀体模块690来阻断工作区域与远程电浆源的流体连通状态，可以延长远程电浆源使用期限。在一些实施态样中，所述阀体模块690的阀体691可以包含金属材料，例如铝或不锈钢。在一些实施例中，采用不锈钢(sus)制阀体可以获得好的材料强度，但增加解离后氟自由基的再结合率。这样的再结合反应(放热反应)使得阀体温度升高，使得sus阀体内的密封件较易因处于高温状态而损坏。在一些实施例中，为减少解离后氟自由基与 sus阀体内表面接触处后的再结合，阀体及/或连通管的暴露于自由基环境的表面(例如内表面693)可镀制一层铁氟龙(ptfe)。此设置得以帮助降低解离后氟自由基的再结合率，同时减缓氟自由基对阀体的侵蚀。在一些实施例中，所述阀体及连通管可以是铝合金，表面再施以阳极处理，此一表面处理可帮助降低氟自由基的再结合率。在一些实施例中，所述阀体模块进一步具有降温结构。所述降温结构包含埋设于阀体691的流道692，所述流道692 经配置接收来自流体源的低温流体。在一些实施例中，所述降温结构可以进一步包含接触阀体的致冷芯片。在一些实施例中，所述阀体可以是球阀(ball valve)或门阀(gate valve)等用来调节气体流通(例如关断大气环境与真空环境)的真空
阀件。
62.在图示的实施例中，所述入口墙612具有盖体部件615及电浆分配部件616。所述盖体部件615可自腔室构件分离并且经配置以封闭腔室构件。在图示的实施例中，喷洒头(shower head，例如所述电浆分配部件616)可拆地安置于所述盖体部件615。所述电浆分配部件616形成有分配孔图案616a，且设置在(来自rps的) 反应气体的流动路径中，其被设计来将rps的输出物均匀地导引到基板表面。电浆分配部件616可以配置在所述入口617及所述基板载具之间。如图所示的实施例，电浆分配部件616被配置在所述入口617的一侧(即面对电浆分布空间619的内侧)且对着所述腔室构件的内部空间。在图示的实施例中，入口墙612采用两件式设计(即电浆分配部件616与盖体部件615)。在其他实施态样中，电浆分配部件与盖体部件可以是一体成型。
63.在一些实施例中，喷洒头(例如电浆分配部件616)的表面可以具有氧化层来抑制邻近自由基发生再结合的现象，以维持自由基的活性。然而，氧化层一般具有较大的表面电阻值而不利于建立射频回路。在一些实施例中，所述电浆分配部件616及所述盖体部件615之间的交界面s1形成有小于所述电浆分配部件616 的暴露于所述电浆分布空间的表面区域s2所具有的表面电阻值。如此设计得以建立通过喷洒头、盖体、环绕壁(例如其挡环)、导电件、基板载具、射频电源的射频回路。图示的交界面s1具有侧面部分s
11
及顶面部分s
12
。在一些实施例中，电浆分配部件616暴露于所述电浆分布空间619的表面区域s2包含电浆分配部件616 顶面(未与盖体615接触)的区域s
21
、以及界定出分配孔616b孔壁的区域s
22
。在一些实施例中，所述电浆分配部件616的面向所述基板载具的表面区域s3的表面电阻值也小于的表面区域s2的表面电阻值。如此更有利于射频回路的建立。
64.在一些实施例中，喷洒头616具有导电材质，例如金属。在一些实施例中，喷洒头616可以由铝材加工而成。在一些制造喷洒头的方法中，可以先将铝板进行阳极氧化处理，使得铝板的表面具有氧化层。接着，在具有氧化层的铝板整个向内的侧面(例如表面区域s3)、环绕面(例如表面区域s
11
)及向外的侧面的周缘部分(例如表面区域s
12
)加工，使得其表面电阻值低于铝板向外的侧面周缘部分所环绕的部分(例如表面区域s
21
)。例如，可以利用研磨或蚀刻等表面处理的方式削减/去除部分(例如表面区域s3、s
11
、s
12
)的氧化层，进而形成拥有不同表面特性的喷洒头。在一些实施例中，可以观察到喷洒头616的整个向内的侧面 (例如表面区域s3)及环绕面(例如表面区域s
11
)具有金属光泽。一些实施例中，喷洒头616向外的侧面的周缘部分(例如表面区域s
12
)具有金属光泽。一些实施例中，周缘部分所环绕的部分(例如表面区域s
21
)无金属光泽，具有相对较深的颜色，例如大地色。在一些实施例中，电浆分配部件616及盖体部件615可以采用导电材料(例如铝)且彼此电气连通。
65.图7示出了根据本公开的一些实施例的实验数据。左图(a) 示出了未采用表面处理的喷洒头而产生的制程结果；右图(b) 示出了采用如前所述表面处理的喷洒头(例如图6的喷洒头616) 而得到的制程结果。左图(a)或右图(b)所呈现的16宫格区块分别对应于矩形基板的蚀刻面的位置。各宫格区块内以不同灰阶的填色来呈现实验中所量测到的蚀刻速率相对比值。具体地说，图7右侧所示的百分比范围表示了相对于参考蚀刻速率(um/min) 所得到百分比范围，其以对应于不同灰阶的方式表示。可以在数据中观察到，相较于未进行表面处理的铝制喷洒头，采用前述拥有不同表面特性的喷洒头(例如图6的喷洒头616)可以将基板表面蚀刻速率的不均匀性显著降低。举例来说，左图(a)或右图(b)标注的虚线框圈
示出了相对蚀刻比范围较小的区域(0～20％，也就是蚀刻率分布较均匀的区域)。如图可见，右图(b)的虚线框的圈示面积较大。经过计算，采用如本案实施例所揭露的喷洒头(例如图6的喷洒头616)可以将基板表面蚀刻速率的不均匀性小于15％，更进一步小于10％。
66.图8示出了根据本公开的一些实施例的阀体模块的示意图。图9示出了根据本公开的一些实施例的阀体模块的剖视示意图。图10示出了根据本公开的一些实施例的阀体模块的剖视示意图。为了说明简单和清楚起见，示例性系统的一些细节/子组件未在本图中明确标记/示出。
67.参阅图8，阀体模块890形成通道893，所述通道893经配置以建立远程电浆源(例如远程电浆源320)和腔室构件(例如腔室构件310)的所述入口(例如入口317)之间的流体连通。具体来说，所述通道893包含分别与远程电浆源及腔室构件流体连通的上游段 (例如图9的上游段893a)及下游段(例如图10的下游段893b)。
68.请同时参阅图9及图10。示例性阀体模块890包括经配置以调节通过所述通道893的流量的阀芯995、及经配置以收容所述阀芯995的阀体997。具体来说，阀体997定义所述通道893的一区段，该区段位于上游段893a及下游段893b之间。所述阀芯995被设置在该区段内，从而阀芯995的上游及下游分别对应于远程电浆源及腔室构件。阀体模块890还包括阀杆999，其经配置以控制具有球状外观的阀芯995的方位，从而调节通道893内的流体流量。
69.在一些实施例中，阀体模块890包括成对的冷却流道，例如图9的第一冷却流道996a及图10的第二冷却流道1096b。第一冷却流道996a形成在所述阀芯995的上游且围绕上游段893a横截面设置；而第二冷却流道1096b则形成在所述阀芯995的下游且围绕所述通道893的下游段893b横截面设置。
70.在图标的实施例中，阀体模块890还包括成对的适配器998。所述阀体997更具有上游面997b及下游面(例如图10所示的下游面1097c)。所述成对的适配器998分别安装于所述上游面997b及下游面1097c以共同形成围绕所述通道893的所述第一冷却流道 996a及第二冷却流道1096b。适配器998包含形成所述通道893的上游段983a(或下游段983b)的管体998a、环设所述管体998a且与所述上游面997b(或下游面1097c)间隔设置的凸缘998b、及经配置以与所述上游面997b(或下游面1097c)建立密封接合的唇部998c。在这样的实施例中，冷却流道中的流体可以直接接触上游面997b(或下游面1097c)及管体998a，得以有效调节形成所述通道893的组件(即阀体997及管体998a)的温度。在一些实施例中，适配器可以与阀体一体成形。在一些实施例中，所述阀体模块890的材料及/或表面处理可以与前述的实施例相类似。
71.在一些实施例中，所述成对的冷却流道相互流体连通。举例来说，阀体997形成有多个连通孔(例如图9所示的穿孔997a及图10所示的1097a)，其等允许阀体997的上游面997b及下游面 1097c相互流体连通。所述阀体模块890还包含进水埠及出水埠 (例如图8的进水接头998d及出水接头998e)。冷却流体可以经由进水接头998d进入第一冷却流道996a，再通过连通孔进入第二冷却流道1096b，后续从出水接头998e被排出。
72.至此，本公开的一方面提供了一种基板处理设备，包括腔室构件，其内定义有具宽深比的内部空间，所述腔室构件包括成对的入口墙及装卸端口。所述成对的入口墙彼此在横向上相对设置，每个所述入口墙具有入口，所述入口经配置以接收来自远程电浆源的输出。所述装卸端口布置在所述成对的入口墙之间，经配置以允许基板通过进入所述内部空
间。
73.在一些实施例中，所述内部空间的宽深比不大于1。
74.在一些实施例中，所述装卸端口经配置以允许竖立设置的基板通过进入所述内部空间。
75.在一些实施例中，所述入口墙的所述入口具有第一几何平面轮廓，经配置来接收来自所述远程电浆源的输出；其中，每一个所述入口墙具有朝向所述腔室构件的所述内部空间设置的分配孔图案；其中，所述分配孔图案的中央区域投影重迭于所述入口，所述中央区域具有第二几何平面轮廓；其中，所述第一几何平面轮廓相异于所述第二几何平面轮廓。
76.在一些实施例中，位于所述分配孔图案的所述中央区域的通孔的宽度窄于位于所述分配孔图案中的环绕所述中央区域的周边区域的通孔的宽度。
77.在一些实施例中，所述分配孔图案形成于电浆分配部件，所述电浆分配部件配置在所述入口的一侧且面向所述腔室构件的所述内部空间；其中，在所述电浆分配部件及所述入口墙之间，形成有电浆分布空间；其中，所述电浆分配部件的暴露于所述电浆分布空间的表面所具有的表面电阻值大于所述电浆分配部件的面向所述腔室构件的所述内部的表面电阻值。
78.在一些实施例中，所述入口墙当中的至少一者具有盖体部件，所述盖体部件可自所述腔室构件分离并且经配置以封闭所述腔室构件；其中，所述电浆分配部件可拆地安置于所述盖体部件；其中，所述电浆分配部件与所述盖体部件之间的交界面所具有的表面电阻值小于所述电浆分配部件暴露于所述电浆分布空间的表面所具有的表面电阻值。
79.在一些实施例中，所述腔室构件设有多个排气口，其等对称地设置于所述分配孔图案周围。
80.在一些实施例中，所述排气口分别设置于所述腔室构件的角落区域。
81.在一些实施例中，当接收所述基板时，所述基板定义了划分所述内部空间的等分平面；其中，所述排气口分布在所述等分平面的两侧。
82.在一些实施例中，所述排气口设置于所述入口墙。
83.在一些实施例中，所述入口墙更具有环状分隔结构，所述环状分隔结构从所述入口墙的面对所述基板的表面突出、且被设置成围绕所述分配孔图案。
84.在一些实施例中，所述的设备还包括基板载具，其具有固持框体，所述固持框体经配置以在所述基板边缘将其固持，并且通过所述腔室构件的所述装卸端口将所述基板输送进所述内部空间中；其中，所述环状分隔结构具有穿孔板，所述穿孔板面对所述分配孔图案设置；其中，所述基板载具被维持以使得其与所述环状分隔结构的所述穿孔板之间形成横向间隙(lateralclearance)；其中，所述穿孔板的孔宽及所述横向间隙的宽度大致相同。
85.在一些实施例中，所述的设备还包括阀芯及成对的冷却流道。所述阀芯形成在所述远程电浆源和腔室构件的所述入口之间的通道内，经配置以调节通过所述通道的流量。所述成对的冷却流道分别设置在所述阀芯的上游及下游；其中，所述成对的冷却流道相互流体连通；其中，每一个所述冷却流道围绕所述通道的横截面设置。
86.在一些实施例中，所述的设备还包括阀体及成对的适配器。所述阀体定义所述远程电浆源和腔室构件之间的所述通道的一区段，所述阀芯设置在所述阀体内，所述阀体具有上游面及下游面。所述成对的适配器分别安装于所述上游面及下游面以共同形成围绕所
述通道的所述冷却流道。
87.本公开的一方面提供了一种基板处理设备，包括腔室构件及成对的远程电浆源。所述腔室构件定义了纵横宽深比不大于1 的内部空间，所述腔室构件包括成对的入口墙及装卸端口。所述成对的入口墙彼此在横向上相对设置，每个所述入口墙具有入口，所述入口经配置以接收来自远程电浆源的输出。所述装卸端口于横向上布置在所述成对的入口墙之间，经配置以允许竖立设置的基板载具通过进入所述内部空间，所述基板载具具有固持框体。所述成对的远程电浆源分别在横向上设于所述入口墙，每一个所述远程电浆源可以藉由所述入口墙的所述入口与所述内部空间连通。
88.在一些实施例中，每一个所述入口墙具有朝向所述腔室构件的所述内部空间设置的分配孔图案，所述分配孔图案具有实质上呈矩形的平面轮廓；其中，所述腔室构件设有多个排气口，其等对称地围绕所述分配孔图案设置。
89.在一些实施例中，所述排气口分别设置于所述腔室构件的角落区域。
90.在一些实施例中，当接收所述基板时，所述基板定义了划分内部空间的等分平面；其中，所述排气口分布在所述等分平面的两侧。
91.在一些实施例中，所述排气口设置于所述入口墙。
92.惟以上所述者，仅为本实用新型之实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，凡是依本实用新型申请专利范围及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。
93.附图标记说明
94.100：基板处理设备
95.110、310：腔室构件
96.111：装卸端口
97.112、312：入口墙
98.120、320：远程电浆源
99.130：基板载具
100.140：缓冲腔体
101.230：基板载具
102.231：固持框体
103.250：运输装置
104.251：驱动轨道
105.252：磁导轨
106.290：冷却组件
107.v：内部空间
108.x：方向
109.y：方向
110.s：基板
111.315、615：盖体部件
112.316、616：分配部件
113.316a、616a：分配孔图案
114.616b：分配孔
115.317、617：入口
116.619：电浆分布空间
117.323、423：环状分隔结构
118.324：穿孔板
119.413a、413b：排气口
120.1113c、1113d：排气口
121.690：阀体模块
122.691：阀体
123.cr：中央区域
124.pr：周边区域
125.s1：表面
126.s
11
、s
12
：区域
127.s2：表面
128.s
21
、s
22
：区域
129.s3：表面。